CN105088154A - 溅射设备、膜沉积方法和控制装置 - Google Patents

溅射设备、膜沉积方法和控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供溅射设备、膜沉积方法和控制装置。在具有在平坦基板表面上形成具有均匀厚度的多层膜的功能的同时，溅射设备能确保在整个浮雕结构上，即使在形成有浮雕结构的基板上，也能均匀地形成沉积在浮雕结构的壁面或侧面部上的膜。溅射设备包括用于保持基板的基板保持件、布置在与基板保持件的斜向相对的位置的阴极单元、检测保持在基板保持件上的基板的旋转位置的位置传感器和根据旋转位置来调整基板的旋转速度的保持件旋转控制器。保持件旋转控制器控制旋转速度以使得在阴极单元位于作为浮雕结构的处理面的纵向的第一方向侧时的基板旋转速度小于在当阴极单元位于第二方向侧时的基板旋转速度，第二方向沿基板旋转方向与第一方向垂直。

Description

溅射设备、膜沉积方法和控制装置
(本申请是申请日为2011年5月12日、申请号为201180041189.3、发明名称为“溅射设备、膜沉积方法和控制装置”的申请的分案申请)
技术领域
本发明涉及用于在半导体装置、电子器件、磁性装置或显示装置等的加工过程中在具有表面浮雕结构(下文中称为浮雕结构)的基板上沉积薄膜的溅射设备、膜沉积方法和控制装置。
背景技术
在基板上使用化学反应的方法，诸如化学气相沉积方法(参考PTL1)和原子层沉积方法(参考PTL2)是众所周知的用于在具有浮雕结构的基板上均匀地沉积薄膜的方法。这些方法用于涂敷底部较深的沟或孔的底面和内壁面。然而，由于处理期间的反应气体会混进膜中的事实，因此使用化学反应的方法不适于要求高纯度的金属膜的应用。此外，由于寻找用作化学反应源的源气体需要研发时间，因此迄今仅有非常有限的材料应用于金属膜。因此，该方法不适用于沉积具有多种金属膜或合金膜的多层膜的目的。
远程低压溅射(参考PTL3)和偏置溅射(参考PTL4)等是众所周知的通过物理气相沉积方法来涂敷沟或孔的底面和内壁面的常规技术。然而，远程低压溅射和偏置溅射所固有的问题是，由于目标面布置成与基板表面大致平行和相对，因此基板表面上膜厚度的均匀性差。
此外，已知一种溅射方法的示例，其中通过在适当地改变旋转中的基板的角度的同时而沉积膜来改善孔的底面和内壁面的涂敷特性(参考PTL5)，然而该方法不适于改善基板表面上的膜厚度分布。对于通过适当地改变旋转中的基板的角度来改善膜厚度分布以及改善涂敷特性的方法，需要在基板之上直接设置称为整形器的掩膜，以控制入射的溅射颗粒量，如PTL6中所公开的离子束溅射沉积方法的示例所示。然而，使用掩膜存在以下问题：因膜随时间推移而沉积在掩膜上，因此从掩膜剥离的膜会生成颗粒。
同时，PTL7中所公开的结合斜入射和旋转的沉积方法是已知的用于在平坦面上均匀地沉积薄膜的方法。在该方法中，支撑靶材的阴极单元布置成偏离基板，即倾斜地布置在基板的上方，并且在基板沿其处理目标面旋转的同时通过磁控管溅射来溅射靶材材料。
此外，对于结合斜入射和旋转的沉积方法，公开了用于控制基板的旋转速度以减小形成在磁场中的磁性膜的膜厚度分布的不均匀性的方法(参考PTL8)。
参考文献列表
专利文献
PTL1：美国专利No.5,877,087
PTL2：美国专利No.6,699,783
PTL3：日本专利特开平7-292475
PTL4：日本专利特开2004-107688
PTL5：日本专利特开2009-41040
PTL6：美国专利No.6,716,322
PTL7：日本专利特开2000-265263
PTL8：国际专利申请公开No.W02010/038421
发明内容
当通过结合倾斜入射和旋转的常规沉积方法来在基板上以浮雕结构沉积膜时，存在以下问题：沉积在凸部或凹部的壁面部分或斜坡面部分(下文中称为侧面)上的薄膜的膜厚度在基板表面上存在偏差。更具体而言，存在以下问题：基板和倾斜地布置在基板上方的靶材的相对位置引起在面朝基板外部的侧面(下文称为第一面)和面朝基板中心的侧面(下文称为第二面)之间的沉积的膜的膜厚度的偏差。
换言之，结合斜入射和旋转的沉积方法对于面上没有浮雕结构的平坦基板而言是有效的技术。然而，当将结合斜入射和旋转的沉积方法应用于在具有诸如台式结构、V槽或沟等浮雕结构的基板上溅射时，通过溅射所沉积的膜的膜厚度在浮雕结构的两个特定面(具体而言，进行溅射的处理目标面(如，沿浮雕结构的纵向延伸且彼此相对的两个面))之间存在偏差。
将利用图2、18和19来给出具体描述。图2示出了具有矩形底面和顶面的所谓台式结构211形成为基板21的处理目标面上的浮雕结构的状态。在每一个台式结构211中，面朝基板外部的第一面由附图标记211a标示，并且面朝基板中心的第二面由附图标记211b标示。针对基板上的某一浮雕结构，图18和19示出了浮雕结构和靶材的相对位置。图19示出了从图18的位置开始旋转180°后的基板。在图18的位置中，面211a面向靶材400，并且通过溅射所形成的膜主要沉积在面211a上。在图19的位置中，面211b面向靶材400，并且通过溅射所形成的膜主要沉积在面211b上。此时，可以看出，图18中靶材400和面211a之间的距离与图19中靶材400与面211b之间的距离不同。靶材与处理目标面之间的距离越大，则沉积量越小。因此，在图18和19的情况中，面211a上的膜厚度大于面211b上的膜厚度。从而，即使形成在基板上的浮雕结构相同，膜厚度也会根据侧面的方位而在浮雕结构的侧面之间存在偏差。对于除大致位于基板中心的浮雕结构以外的所有浮雕结构，均是如此。
因此可以说，即使靶材布置在任意位置处，只要靶材倾斜地布置在基板上方(或者说布置成与基板偏离)，则仍可观察到该趋势。此外，可以说即使倾斜地布置在基板上方的靶材的数量大于1，则仍可观察到该趋势。原因是，即使靶材布置在相对于基板的中心轴对称的位置处，靶材、面211a和面211b的相对位置也没有变化。换言之，对于任何靶材，面211a与靶材之间的距离在彼此面时较短，而面211b与靶材之间的距离在彼此面对时较长。
鉴于上述背景，因此，本发明的目地是提供一种溅射装置、膜沉积方法和控制装置，使得即使在形成有浮雕结构的基板上，仍能够确保沉积在浮雕结构的侧面部上的膜在整个浮雕结构上具有均匀的膜厚度。
为了达到上述目的，根据本发明，提供一种溅射设备，其包括：基板保持件，所述基板保持件配置成以能够旋转的方式保持基板；靶材保持件，所述靶材保持件布置在与所述基板保持件斜向相对的位置处，并且配置成支撑至少一个溅射靶材；位置检测构件，所述位置检测构件检测保持在所述基板保持件上的所述基板的旋转位置；以及旋转控制构件，所述旋转控制构件根据由所述位置检测构件检测到的旋转位置来调整所述基板的旋转速度，其中，在将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在所述基板保持件上的情况下，所述旋转控制构件控制所述基板的旋转速度，以使得在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述基板的旋转速度小于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述基板的旋转速度，所述第一方向与所述浮雕结构的作为处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行。
此外，根据本发明，提供一种溅射设备，其包括：基板保持件，所述基板保持件配置成在间断地旋转基板的同时保持所述基板；靶材保持件，所述靶材保持件布置在与所述基板保持件斜向相对的位置处，并且配置成支撑至少一个溅射靶材；位置检测构件，所述位置检测构件检测保持在所述基板保持件上的基板的旋转位置；以及旋转控制构件，所述旋转控制构件根据由所述位置检测构件检测到的旋转位置来调整所述基板的旋转停止时间，其中，在将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在所述基板保持件上的情况下，所述旋转控制构件控制所述基板的旋转停止时间，以使得在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述基板的旋转停止时间长于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述基板的旋转停止时间，所述第一方向与所述浮雕结构的作为处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行。
此外，根据本发明，提供一种溅射设备，其包括：基板保持件，所述基板保持件配置成以能够旋转的方式保持基板；阴极单元，所述阴极单元配置成对布置在与所述基板保持件斜向相对的位置处的至少一个溅射靶材进行溅射；位置检测构件，所述位置检测构件检测保持在所述基板保持件上的基板的旋转位置；以及电力控制构件，所述电力控制构件根据由所述位置检测构件检测到的旋转位置来调整所述阴极单元的供给电力，其中，在将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在所述基板保持件上的情况下，所述电力控制构件调整所述阴极单元的供给电力，以使得在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述阴极单元的供给电力大于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述阴极单元的供给电力，所述第一方向与所述浮雕结构的作为处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行。
此外，根据本发明，提供一种利用溅射的膜沉积方法，包括以下步骤：放置步骤，将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在能够旋转的基板保持件上；以及形成步骤，通过在旋转所述基板的同时对布置在与所述基板斜向相对的位置处的溅射靶材进行溅射，来在所述浮雕结构的处理目标面上形成膜，其中所述形成步骤包括：形成膜以使得在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下作为所述处理目标面的侧面上的沉积量相对较大，并且在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下作为所述处理目标面的侧面上的沉积量相对较小，所述第一方向与所述基板上的浮雕结构的作为处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行。
此外，根据本发明，提供一种利用溅射的膜沉积方法，其包括以下步骤：放置步骤，将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在能够旋转的基板保持件上；以及形成步骤，通过在旋转所述基板的同时对布置在与所述基板斜向相对的位置处的溅射靶材进行溅射，来在所述浮雕结构的处理目标面上形成膜，其中所述形成步骤包括以下步骤：检测步骤，检测所述基板的旋转位置；以及调整步骤，根据所检测到的旋转位置来调整所述基板的旋转速度，并且所述调整步骤包括：控制所述基板的旋转速度以使得在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述基板的旋转速度小于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述基板的旋转速度，所述第一方向与所述基板上的浮雕结构的作为所述处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行。
此外，根据本发明，提供一种利用溅射的膜沉积方法，包括以下步骤：放置步骤，将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在能够旋转的基板保持件上；以及形成步骤，通过在间断地旋转所述基板的同时对布置在与所述基板斜向相对的位置处的溅射靶材进行溅射，来在所述浮雕结构的处理目标面上形成膜，其中所述形成步骤包括以下步骤：检测步骤，检测所述基板的旋转位置；以及调整步骤，根据所检测到的旋转位置来调整所述基板的旋转停止时间，并且所述调整步骤包括：控制所述基板的旋转停止时间以使得在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述基板的旋转停止时间长于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述基板的旋转停止时间，所述第一方向与所述基板上的浮雕结构的作为所述处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行。
此外，根据本发明，提供一种利用溅射的膜沉积方法，包括以下步骤：放置步骤，将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在能够旋转的基板保持件上；以及形成步骤，通过在旋转所述基板的同时，利用通过向阴极单元供给电力所产生的等离子体来对布置在与所述基板斜向相对的位置处的溅射靶材进行溅射，以在所述浮雕结构的处理目标面上形成膜，其中所述形成步骤包括以下步骤：检测步骤，检测所述基板的旋转位置；以及调整步骤，根据所检测到的旋转位置来调整所述电力，并且所述调整步骤包括：调整所述阴极单元的供给电力以使得在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下供给至所述阴极单元的电力大于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下供给至所述阴极单元的电力，所述第一方向与所述基板上的浮雕结构的作为所述处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行。
此外，根据本发明，提供一种用于控制溅射设备的控制装置，所述溅射设备包括：基板保持件，所述基板保持件配置为以能够旋转的方式保持基板；靶材保持件，所述靶材保持件布置在与所述基板保持件斜向相对的位置处，并且配置成支撑至少一个溅射靶材；位置检测构件，所述位置检测构件用于检测保持在所述基板保持件上的基板的旋转位置；以及旋转驱动构件，所述旋转驱动构件用于控制所述基板保持件的旋转，所述控制装置包括：用于从所述位置检测构件获取关于所述旋转位置的信息的构件；用于生成控制信号以在将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在所述基板保持件上的情况下根据所获取的关于所述旋转位置的信息来以下述方式控制所述旋转驱动构件的构件：使在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述基板的旋转速度小于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述基板的旋转速度，所述第一方向与所述浮雕结构的作为处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行；以及用于将所生成的控制信号发送至所述旋转驱动构件的构件。
此外，根据本发明，提供一种用于控制溅射设备的控制装置，所述溅射设备包括：基板保持件，所述基板保持件配置成在间断地旋转基板的同时保持所述基板；靶材保持件，所述靶材保持件布置在与所述基板保持件斜向相对的位置处，并且配置成支撑至少一个溅射靶材；位置检测构件，所述位置检测构件用于检测保持在所述基板保持件上的基板的旋转位置；以及旋转驱动构件，所述旋转驱动构件根据由所述位置检测构件检测到的旋转位置来调整所述基板的旋转停止时间，所述控制装置包括：用于从所述位置检测构件获取关于所述旋转位置的信息的构件；用于生成控制信号以在将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在所述基板保持件上的情况下根据所获取的关于所述旋转位置的信息来以下述方式控制所述基板的旋转停止时间的构件：使在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述基板的旋转停止时间长于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述基板的旋转停止时间，所述第一方向与所述浮雕结构的作为处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行；以及用于将所生成的控制信号发送至所述旋转驱动构件的构件。
此外，根据本发明，提供一种用于控制溅射设备的控制装置，所述溅射设备包括：基板保持件，所述基板保持件配置为以能够旋转的方式保持基板；靶材保持件，所述靶材保持件布置在与所述基板保持件斜向相对的位置处，并且配置成支撑至少一个溅射靶材；位置检测构件，所述位置检测构件检测保持在所述基板保持件上的基板的旋转位置；以及电源，所述电源配置为将电力供给至阴极单元，所述控制装置包括：用于从所述溅射设备获取关于所述旋转位置的信息的构件；用于生成控制信号以在将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在所述基板保持件上的情况下根据所获取的关于所述旋转位置的信息来以下述方式控制所述阴极单元的供给电力的构件：使在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述阴极单元的供给电力大于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述阴极单元的供给电力，所述第一方向与所述浮雕结构的作为处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行；以及用于将所生成的控制信号发送至所述电源的构件。
根据本发明，即使在浮雕结构形成在以靶材倾斜地布置在基板上方的方式配置的基板上的情况下，仍可以减小各个浮雕结构的两个面之间的膜厚度的偏差，所述两个面具体为彼此相对的两个处理目标面(例如沿纵向形成的彼此相对的两个侧面(即，斜坡面或壁面))。
附图说明
图1是以图解方式示出根据本发明一个实施例的溅射设备的示意性剖视图。
图2是示出根据本发明的一个实施例的台式结构形成为基板上的浮雕结构的状态的视图。
图3是以图解方式示出根据本发明一个实施例的基板保持件和阴极单元的相对布置的俯视图。
图4是示出根据本发明一个实施例的控制装置的框图。
图5是辅助说明根据本发明一个实施例的靶材和基板的相对位置以及基板的相位的视图。
图6是示出在根据本发明一个实施例的溅射方法中基板保持件的旋转速度的控制映射的说明性图表。
图7A是辅助说明根据本发明一个实施例的形成有台式结构的基板的视图。
图7B是沿图7A的线A-A’截取的剖视图。
图8是示出根据本发明一个实施例的基板旋转角θ与基板旋转速度y之间的关系的图表。
图9A是辅助说明根据本发明一个实施例的形成有台式结构的基板的视图。
图9B是沿图9A的线B-B’截取的剖视图。
图10A是辅助说明根据本发明一个实施例的形成有波状浮雕结构的基板的视图。
图10B是沿图10A的线C-C’截取的剖视图。
图11A是示出根据本发明一个实施例的波状浮雕结构的横截面波形示例的视图。
图11B是示出根据本发明一个实施例的波状浮雕结构的横截面波形示例的视图。
图11C是示出根据本发明一个实施例的波状浮雕结构的横截面波形示例的视图。
图11D是示出根据本发明一个实施例的波状浮雕结构的横截面波形示例的视图。
图12是示出根据本发明一个实施例的作为形成在基板上的台式结构示例的TMR元件的视图。
图13A是辅助说明根据本发明一个实施例的在控制基板旋转的旋转速度的情况下基板(或基板保持件)的连续旋转的图表。
图13B是辅助说明根据本发明一个实施例的在控制基板旋转的旋转速度的情况下基板(或基板保持件)的间断旋转的图表。
图14是示出根据本发明一个实施例的控制装置的框图。
图15A是辅助说明根据本发明一个实施例的在阴极供给电力受控的情况下基板(或基板保持件)的连续旋转的图表。
图15B是辅助说明根据本发明一个实施例的在阴极供给电力受控的情况下基板(或基板保持件)的间断旋转的图表。
图16是以图解方式示出根据本发明一个实施例的溅射设备的示意性剖视图。
图17是以图解方式示出根据本发明一个实施例的溅射设备的示意性剖视图。
图18是以图解方式示出基板上的浮雕结构和溅射靶材的相对位置的视图。
图19是以图解方式示出基板上的浮雕结构和溅射靶材的相对位置的视图。
具体实施方式
尽管下面将参考附图描述本发明实施例，但应该理解本发明不限于所述实施例。顺便说一句，在以下所述附图中，具有相同功能的部件由相同的附图标记标识，并且有时会省略对这些部件的重复描述。
第一实施例
将参考图1至图3，描述根据第一实施例的溅射设备。图1是以图解方式示出第一实施例的溅射设备的示意性剖视图。此外，图2是以图解方式示出根据第一实施例的在处理目标面上集成有浮雕结构的基板的示例的平面图和该浮雕结构的放大图。此外，图3是以图解方式示出基板保持件和阴极单元的相对位置关系的平面图。此处，图1与沿图3的线A-O-B截取的剖视图对应。
如图1所示，第一实施例的溅射设备1包括真空室10(下文有时简称为“室”)，并且真空室10设置有通过O形环15而真空密封的上盖14。真空室10设置有用于真空室10排真空的真空泵11。真空室10经由闸阀(未示出)而连接至相邻的真空运送室(未示出)，以送入待处理的基板21。
室10设置有作为注气口12的开口，并且用于将反应溅射气体引入室10的气体引入系统13连接至注气口12。气瓶(未示出)经由自动流率控制器(未示出，诸如质量流量控制器)而连接至气体引入系统13，并且反应气体通过注气口12以预定流率引入。气体引入系统13将反应气体馈送到室10内用于室10中的反应溅射。
室10中的处理空间的下部设置有基板保持件22，该基板保持件22能够在其上表面上支撑基板21。作为处理对象的基板21通常通过包含在相邻的真空运送室(未示出)内的操纵机械手，经过闸阀(未示出)来运载到基板保持件22上。基板保持件22为盘状载置台(或载物台)，并且例如配置为通过静电吸引而将基板21以吸引的方式支撑在上表面上。基板保持件22经由真空用旋转运动馈入器16而连接至旋转驱动构件60，并且配置为可在保持真空的同时绕其中心轴旋转。因此，基板保持件22可以沿着处理目标面来旋转以吸引方式支撑在放置面上的基板21。尽管磁流体被用作真空用旋转运动馈入器16，但应该理解，真空用旋转运动馈入器16不限于此。
此外，基板保持件22设置有作为位置检测构件的位置传感器23，并且可以监测基板21的旋转位置。在第一实施例中，旋转编码器用作位置传感器23。在第一实施例中，例如，与上述旋转编码器的情况一样，只要是能够检测旋转中的基板21的旋转位置的任何配置均可以用作位置传感器23。
在第一实施例中，诸如位置传感器23等传感器用于直接检测基板21的旋转位置，或检测基板保持件22的旋转位置并进而检测保持在基板保持件22上的基板21的旋转位置，然而，只要是能够检测基板21的旋转位置的任何配置均可以使用。基板21的旋转位置可以例如通过根据基板保持件22的旋转速度和时间进行计算或者通过类似的操作来间接获取。
基板21在保持其水平位置的同时，保持在基板保持件22的放置面上。尽管使用例如盘状硅片作为基板21的材料，但可以理解，基板21不限于此。
图2示出了形成有如上所述的许多台式结构211的处理基板。台式结构211以其纵向彼此平行地对齐的规则顺序来布置。此外，在第一实施例中，沿纵向的侧面211a、211b是台式结构211的进行溅射的处理目标面(或是待进行具有良好均匀性的膜沉积的期望面)。换言之，作为台式结构211的多个侧面中彼此相对的两个侧面的侧面211a、211b是处理目标面。由图2可以看出，侧面211a是台式结构211中面朝基板21的外部的面，并且侧面211b是台式结构211中面朝基板21的中心的面。此外，在第一实施例中，台式结构以台式结构211的纵向面面向缺口或定向平坦部212的方式来设置。
此外，多个阴极单元40在室10的处理空间中倾斜地布置在基板保持件22上方(或者在与基板保持件22斜向相对的位置处)。阴极单元40配置成能够支撑溅射靶材400(下文中称为靶材)。换言之，对于一个基板保持件22设置有多个阴极单元40，并且阴极单元40安装在上盖14的倾斜位置中。
如图1和图3所示，在第一实施例中，上盖14设置有五个阴极单元40(40a至40e)，然而，阴极单元40的数量不限于此。此外，可以设置一个阴极单元40。换言之，可以在真空室10中设置用于支撑靶材的至少一个阴极单元。阴极单元40相对于基板保持件22上的基板21的处理目标面倾斜，并且沿基板21的表面方向离开基板21的中心轴以相等间距彼此偏离地布置。具体而言，阴极单元40定位成其阴极中心轴偏离基板保持件22的旋转轴，并且在离旋转轴预定距离处以相等间距同心地布置。在同一室10中以该方式设置多个阴极单元40能够在一个室10中沉积由多种不同材料制成的多层膜。
此处，基板或靶材的直径没有特别限制，然而当基板21以类似第一实施例的方式在基板中心与阴极中心布置成彼此偏离的情况下旋转时，即使靶材的直径小于基板的直径，仍能够获得具有优良均匀性的膜沉积。
各个阴极单元40的阴极的下面设置有磁控管，该磁控管布置有多个永久磁体(或阴极侧磁体)以在靶材的上侧形成磁场。
具有板形式的靶材分别安装在阴极单元40的阴极的上侧。换言之，靶材设置成比阴极更接近处理空间，并且靶材布置成面向斜下方。靶材材料根据待沉积在基板上的膜的类型而变化。在第一实施例中，例如，因布置有五个阴极单元40，因此安装了五种不同材料成分的靶材，然而，靶材种类的数量不限于此。
用于向阴极施加电压的放电电源70电连接至阴极单元40。射频电源、DC(直流)电源和本身叠加在DC电源上的射频电源中的任一个均可用作放电电源。此外，放电电源可以单独地连接至阴极单元40，以使得将电压选择性地施加至多个阴极单元40。替代地，放电电源70可以配置为包括诸如用于提供电力的选择性供给的开关等切换机构的公共电源。换言之，可以通过将电压连续地或交替地施加至阴极单元40来在基板21上沉积多层膜。
此外，在阴极附近的、用于供应用于放电的处理气体(或放电气体)的放电气体引入系统41连接至阴极单元40的壳体。例如，诸如Ar(氩)或Kr(氪)等惰性气体用作放电气体。阴极引起阴极和基板保持件21之间的等离子体放电，由此能够对安装至阴极单元40的靶材执行溅射。
此外，在阴极单元40的前方设置有将一些阴极与基板保持件22选择性遮断的快门45。快门45的选择性开放能够从多个阴极单元40中选择期望靶材并且对期望靶材执行溅射，并且能够防止受到其他被溅射靶材的污染。
下面，参考图4来给出对包含在第一实施例的溅射设备1中的上述结构组件进行控制的控制装置50的描述。图4是示出第一实施例的控制装置的框图。
如图4所示，例如，第一实施例的控制装置50包括通用计算机和各种驱动器。换言之，控制装置50包括：CPU(中央处理单元，未示出)，其执行各种运算、控制、判断和其他操作；以及ROM(只读存储器)，其存储由CPU执行的各种控制程序等。此外，控制装置50包括：RAM(随机存取存储器)，其暂时存储在上述CPU的操作下的数据和输入数据等；以及非易失性存储器，诸如闪存或SRAM(静态RAM)。在该配置中，控制装置50根据存储在ROM中的预定程序或根据来自主机的命令来执行膜沉积操作。具体而言，控制装置50将命令输出至放电电源70、快门45的驱动单元、放电气体引入系统41、惰性气体引入系统13、排真空泵11和基板保持件22用的旋转驱动构件60等。根据命令来控制诸如放电时间、放电电力、靶材选择、处理压力和基板保持件22的旋转等各种处理条件。此外，可以从用于测量室10中的压力的压力计或从诸如位置传感器23等作为检测基板的旋转位置的位置检测构件的传感器来获取输出值，从而根据设备的状态来实现控制。
此外，控制装置50包括保持件旋转控制器51，作为根据由位置传感器23检测到的旋转位置来调整基板21的旋转速度的旋转控制构件。保持件旋转控制器51包括目标速度计算器51a和驱动信号生成器51b，并且具有以下功能：基于基板21的旋转位置和放电处理中的阴极单元40之间的相对位置关系，通过根据基板的旋转位置而控制基板保持件22的旋转单元的旋转来控制基板21的旋转速度。
控制装置50配置为从位置传感器23接收关于基板21的旋转位置的信息。当控制装置50接收了关于旋转位置的信息时，目标速度计算器51a基于由用于测基板21的旋转位置的位置传感器23输出的基板21的当前旋转位置的值来计算在基板21的当前旋转位置处的目标旋转速度。例如可以通过将基板21的旋转位置与目标旋转速度之间的对应作为映射来事先保存，以计算目标旋转速度的值。驱动信号生成器51b基于由目标速度计算器51a计算的目标旋转速度来生成驱动信号以获得目标旋转速度，并且将驱动信号输出至旋转驱动构件60。控制装置50配置为，将由驱动信号生成器51b生成的驱动信号发送至旋转驱动构件60。
在图4所示示例中，旋转驱动构件60包括：保持件旋转驱动单元61，诸如电动机等，其驱动基板保持件22；反馈控制器62，其基于由位置传感器23输出的实际值(即，旋转位置和旋转速度)与目标值的偏差来确定保持件旋转驱动单元61的控制变量；以及伺服机构，其用于驱动基板保持件22。然而，反馈控制不是本发明的必要配置，此外，DC电动机和AC(交流)电动机中的任一个可以用作电动机。旋转驱动构件60基于从控制装置50接收的驱动信号来驱动保持件旋转驱动单元61，由此旋转基板保持件22。
下面，给出对利用设备1执行的溅射方法以及第一实施例的溅射设备1的操作的描述。
在利用根据第一实施例的溅射设备1的溅射方法中，首先将作为处理对象的基板21(或晶片)放置在基板保持件22上。例如，基板21由包含在相邻真空运送室(未示出)中的操纵机械手，经过闸阀(未示出)来运载到基板保持件22上，同时保持室10中的真空度。
接着，将诸如Ar等放电气体从放电气体引入系统41引入到室10内。将反应气体从反应气体引入系统13引入室10内用于反应溅射。
例如，具有不同材料成分的五种靶材分别安装至五个阴极单元40。例如，靶材具有圆板形状，并且均形成为相同的尺寸。如先前所述，阴极倾斜角没有特别地限于第一实施例的应用，然而，优选地，阴极单元40布置成：阴极的中心轴相对于基板21的处理目标面的法线的角度落在大于0°到45°以下的区间。更优选地，角度落在5°以上和35°以下的区间，从而获得优良的面内均匀性。
在该条件下，首先，电源(未示出)向第一阴极单元40a的目标面供应放电电力，由此在第一阴极单元40a和基板保持件22之间引起等离子体放电，引发对第一靶材的溅射，并且在基板21上沉积第一层。
在膜沉积时，在由第一阴极单元40a放电的期间，位置传感器23检测基板21的旋转位置，而且，保持件旋转控制器51根据所检测的旋转位置来执行控制，由此根据由位置传感器23检测到的旋转位置来调整基板21的旋转速度。
其后，电源依次切换，并且以相同的方式对第二至第五阴极单元40b至40e执行膜沉积操作。
下面，将更详细地描述对基板的旋转速度的控制。图5是辅助说明在第一实施例中靶材和基板的相对位置关系以及基板的相位的视图。此外，图6是示出在使用根据第一实施例的设备的溅射方法中基板的旋转速度的控制映射的说明性图表。
将利用图5描述在第一实施例中靶材和基板的相对位置关系。基板21放置在可旋转的基板保持件22上，并且靶材400倾斜地布置在基板21的上方，以使得靶材400的法线相对于基板的法线倾斜30°。此外，靶材400的法线既不需要与基板的中心相交，也不需要与基板表面相交。将从圆板形式的靶材400的中心到包括基板表面的平面的距离定义为T/S距离，并且在第一实施例中，该距离T/S设定为240mm。
下面，给出关于第一实施例中的基板旋转相位的描述。如图5所示，将离靶材最近的位置处的基板旋转相位(旋转角度)θ限定为90°而将离靶材最远的位置处的基板旋转相位(旋转角度)θ限定为270°，并且将旋转角θ从90°位置顺时针旋转90°的点处限定为0°而将旋转角θ从90°位置逆时针旋转90°的点处限定为180°。出于方便的原因，基板旋转的起始点设定为基板21的缺口或定向平坦部212处于180°位置的情况，然而，应该理解起始点不限于此。此外，如图2所示，在第一实施例中，基板21以缺口或定向平坦部212面向台式结构211的纵向面的方式来设置。从而，在缺口或定向平坦部212处于90°和270°位置的情况下，纵向面和靶材为彼此面对关系。
作为使用根据第一实施例的设备的溅射方法的示例，旋转速度控制成：基板的旋转速度y相对于基板的旋转相位θ形成正弦波，如图5、图6以及等式(1)所示。
y＝Asin(2(θ-α))+B(1)
A＝a·B(2)
换言之，作为本发明的旋转控制构件的保持件旋转控制器51基于等式(1)计算作为基板21的旋转角θ的2倍周期正弦函数的旋转速度。此处，A表示旋转速度的振幅，其如等式(2)所示通过将基准速度B与偏差系数a相乘来获得。α表示相位差，并且在台式结构的侧面上的膜厚度分布可以通过修改偏差系数a和相位差α来优化。此处，基板的旋转相位θ落在0°以上和小于360°的区间(0°≤θ<360°)。
图6的示例示出了在基准速度B设定为30rpm，偏差系数a设定为0.3并且相位差α设定为45°的情况下，相对于基板旋转相位θ的基板旋转速度y。该示例表明，在基板21的缺口或定向平坦部212处于0°和180°位置的情况下，基板的转数(或旋转速度)最低，并且在缺口或定向平坦部212处于90°和270°位置的情况下，转数最高。
反之，为了使基板21的缺口或定向平坦部212处于0°和180°位置的情况下基板的转数最高，并且缺口或平坦部212处于90°和270°的情况下转数最低，可将相位差α设定为-45°或45°。在该情况下，例如，图2示出的台式结构211中沿与台式结构211的纵向垂直的方向彼此相对的两个侧面是处理目标面。
在第一实施例中，台式结构211的侧面211a、211b是台式结构211的处理目标面。因此，保持件旋转控制器51生成驱动信号，以使得在旋转角θ为0°和180°的情况下，或等同地，在台式结构211的纵向与包含将待沉积的靶材400的中心与基板保持件22的旋转中心相连接的线段的平面A平行的情况下(下文中该状态有时称为“第一旋转模式”)使旋转速度最小，其中平面A与基板保持件22的基板支撑面(或基板21的基板处理面(基板的待处理面))垂直。同时，保持件旋转控制器51生成驱动信号，以使得在旋转角θ为90°和270°的情况下，或等同地，在台式结构211的纵向垂直于平面A的情况下(下文中，该状态有时称为“第二旋转模式”)使旋转速度最高。
在第一实施例中，关注基板21上的某一台式结构211。在第二旋转模式中，在旋转角θ为90°的情况下，作为面朝基板21的外部的面的侧面211a面向靶材400，作为面朝基板21的中心的面的侧面211b相对于靶材400隐藏。此时，尽管在侧面211b上发生少量膜沉积，但在侧面211a上的膜沉积占主导。同时，在第二旋转模式中，在旋转角θ为270°的情况下，作为第二面的侧面211b面向靶材400，并且作为第一面的侧面211a相对于靶材400隐藏。此时，尽管在侧面211a发生少量膜沉积，在侧面211b上的膜沉积占主导。
此时，在旋转角θ等于90°(θ＝90°)的情况下膜沉积占主导的侧面211a与靶材400之间的第一距离比在旋转角θ等于270°(θ＝270°)的情况下膜沉积占主导的侧面211b与靶材400之间的第二距离小。因此，在来自靶材400的溅射颗粒的发射量保持常量的情况下，在旋转角θ等于90°(θ＝90°)的情况下形成在侧面211a上的膜厚度比在旋转角θ等于270°(θ＝270°)的情况下形成在侧面211b上的膜厚度大。对于除了布置在旋转角θ等于0°(θ＝0°)并从旋转角θ为90°延伸至270°的情况下穿过基板保持件22的中心的线上的台式结构以外的台式结构，该情况同样适用。
因此，在第一实施例中，控制基板保持件22的旋转，以使得基板21在第二旋转模式中的旋转速度尽可能大，由此实现第二旋转模式中的膜沉积最小化，第二旋转模式中的膜沉积是侧面211a与侧面211b之间的膜厚度偏差的主要原因。
同时，在第一旋转模式的情况下，台式结构211的纵向平行于平面A。此时，靶材400放置在与侧面211a和侧面211b平行并且与基板21的面内方向平行的方向侧。因此，侧面211a和侧面211b以相同的方式面向靶材400。因而，侧面211a与靶材400之间的距离和侧面211b与靶材400之间的距离可以变为大致相同，由此能够在减小侧面211a与侧面211b之间的膜厚度偏差的情况下实现膜沉积。在该方式中，可以通过尽可能增加第一旋转模式中的膜沉积来实现膜厚度在整个侧面211a和侧面211b上更均匀的膜沉积。在第一实施例中，基板保持件22的旋转控制成使基板21在第一旋转模式下的旋转速度尽可能小。
此时，第一模式和第二模式在基板21的一次旋转期间内分别出现两次，所述基板21具有包括四个外壁面的台式结构211。因此，优选地，保持件旋转控制器51根据局部最大值和局部最小值在基板保持件22的一次旋转期间内分别出现两次的正弦函数(或旋转速度的正弦波在一次旋转期间内进展两个周期的正弦函数)，或等同地，根据图6中和等式(1)所示的基板的旋转速度y(或基板保持件22的旋转速度)与旋转角θ之间的关系，来控制基板保持件22的旋转。
在第一实施例中，图6所示的控制映射可以预先存储在诸如包含于控制装置50的ROM等存储器中。因此，在第一实施例中，控制映射预先存储在存储器中。因此，在从位置传感器23接收到关于基板21的旋转位置的信息的情况下，目标速度计算器51a查看图6所示的存储在存储器中的控制映射，提取与基板21的当前旋转角θ对应的旋转速度，获取目标旋转速度，并且将所获取的目标旋转速度输出至驱动信号生成器51b。因此，在旋转角θ为0°和180°的第一旋转模式中，可将基板21的旋转速度控制为最小，并且在旋转角θ为90°和270°的第二模式中，可将基板21的旋转速度控制为最大。
因此，在第一实施例中，第一旋转模式中的膜沉积较之第二旋转模式中的膜沉积占主导，由此能够减小作为造成某一台式结构中第一面(或侧面211a)和第二面(或侧面211b)之间的膜厚度的非均匀性的因素的膜沉积影响，从而增加了使在第一面和第二面之间的膜厚度变得更加均匀的膜沉积影响。
从而，在第一实施例中，第一旋转模式中的膜沉积较之第二旋转模式中的膜沉积占主导是重要的，第二旋转模式中的膜沉积是第一面和第二面之间的膜厚度偏差的原因。因此，保持件旋转控制器51仅仅控制基板保持件22的旋转，以使得第一旋转模式中的基板21的旋转速度比第二旋转模式中的基板21的旋转速度小，由此，第一旋转模式中的膜沉积可较之第二旋转模式中的膜沉积占主导，由此可以实现本发明的有益效果。
尽管以上将台式结构211描述为形成在基板21上的浮雕结构，但也可以采用形成在基板21的处理目标面中的沟结构或V槽作为浮雕结构。所述沟结构和V槽结构的示例包括形成有矩形开口并且布置为其纵向彼此平行对齐的沟结构和V槽。此外，可以采用宽度在从其开口到底面的方向上变窄的倒梯形结构来作为沟结构的示例。
从而，在将沟结构或V槽用作浮雕结构的情况下，保持件旋转控制器51控制基板保持件22的旋转，以使得在与作为处理目标面的、彼此面对的两个内壁面(即，沟结构或V槽的平行于其纵向的两个内壁面)平行的方向平行于平面A的情况下，基板保持件22的旋转相对较慢(或优选地，旋转速度呈现最小值)。此外，保持件旋转控制器51控制基板保持件22的旋转，以使得在沟结构或V槽的四个内壁面中作为处理目标面的彼此面对的两个内壁面垂直于平面A的情况下，基板保持件22的旋转相对较快(或优选地，旋转速度呈现最大值)。
从而，在第一实施例中，不论台式结构、沟结构、V槽或下文所述的波状浮雕结构，在浮雕结构具有凹结构或凸结构的情况下，保持件旋转控制器51控制旋转驱动构件60，以使得在待沉积的靶材400放置在与基本21的浮雕结构的侧面平行且与基板处理面的面内方向平行的方向(下文中有时称为第一方向)侧的情况下(此处，该状态对应于上述第一旋转模式)，基板21的旋转速度相对较小。反之，保持件旋转控制器51控制旋转驱动构件60，以使得在待沉积的靶材400放置在与第一方向垂直且与基板处理面的面内方向平行的方向(下文中有时称为第二方向)侧的情况下(此处，该状态对应于上述第二旋转模式)，基板21的旋转速度相对较大。
因此，当靶材倾斜地布置在基板上方并且在使基板旋转的同时进行膜沉积的情况下，可以在对浮雕结构的第一面和第二面之间的膜厚度偏差贡献大的情况下减小膜沉积速率，并且在对浮雕结构的第一面和第二面之间的膜厚度偏差贡献小的情况下增加膜沉积速率。因此，可以改善在第一面上沉积的膜的膜厚度和在第二面上沉积的膜的膜厚度的均匀性。
下面，利用附图来描述第一实施例的示例。
示例1
利用根据第一实施例的溅射设备1来检查具有浮雕结构的基板的膜厚度分布。此处，膜厚度分布通过等式(3)根据基板表面上的膜厚度的最大值和最小值来确定。
(最大值-最小值)/(最小值+最大值)×100％(3)
图7A示出了用于证明第一实施例的有益效果的、具有台式结构的基板的示意图。此外，图7B是沿线A-A’截取的图7A所示的台式结构211的剖视图。在基板21(其是直径为200mm的硅(Si)基板)的中心和在包括缺口212a的方向的四个方向上与中心相距75mm的点处，形成有分别具有尺寸为4x2μm的矩形底面的台式结构211。台式结构211布置成，矩形的纵向垂直于包括基板中心和缺口212a的直线。目的是分别在该台式结构211的沿纵向的两个侧面(具体地，缺口侧侧面(或侧面212a)和相反侧侧面(或侧面212b))上均匀地沉积薄膜。在示例1中，使用相对于基板的处理目标面21a都具有35°倾斜角的缺口侧侧面和相反侧侧面。
为了检验第一实施例的有益效果，对下述A、B和C三个条件进行比较。
条件A：基板21(或基板保持件22)的旋转速度设定为30rpm，其保持常量。换言之，在等式(1)和(2)中，将a设定成等于0(a＝0)，并且将B设定成等于30(B＝30)。
条件B：在基板21(或基板保持件22)的一次旋转期间内正弦波仅进展一个周期。具体地，等式(1)转变为等式(4)。
y＝Asin(θ-α)+B(4)
将偏差系数a和基准速度B分别设定为0.1和30，此时，由等式(2)推导出A等于3(A＝3)。将α设定为90°(其是最佳值)。
条件C：在基板21(或基板保持件22)的一次旋转期间内正弦波进展两个周期的示例(即，第一实施例)中，以与条件B相同的方式，将a，B和A分别设定成等于0.1(a＝0.1)，30(B＝30)和3(A＝3)。将α设定为45°(其是最佳值)。膜沉积的其他条件如下：将直径为164mm的Cu(铜)靶材用作溅射靶材，靶材的法线相对于基板的法线的倾斜角设定为30°，T/S距离设定为240mm，供应至靶材的电力设定为200瓦特直流电力，并且所引入的Ar气体的流率设定为30sccm。在该条件下，在直径为200mm的基板上沉积厚度达25nm的Cu薄膜。
图8示出了对于条件A、B和C，基板21的旋转速度y相对于基板的旋转相位θ的图表。在图8中，附图标记81表示条件A的曲线；附图标记82表示条件B的曲线；以及附图标记83表示条件C的曲线。在α为45°的条件C下，由等式(1)得到相对于基板旋转相位的相位差2α，进而得到大致为90°的相位差。此时，在基板的旋转相位θ处于90°和270°位置处的情况下，基板的转数(或旋转速度)呈现最大值，即33rpm，在旋转相位θ处于0°和180°位置处的情况下，转数呈现最小值，即27rpm。换言之，在台式结构211的纵向(其是台式结构211的期望侧面211a，211b延伸的方向)垂直于包含将靶材中心与基板保持件22的旋转中心相连的线段的平面的情况下，旋转速度最大，所述平面垂直于基板处理面。此外，在平行于侧面211a，211b两者的方向平行于该平面的情况下，旋转速度最小。
表格1是在条件A至C下进行膜沉积的情况中，基板21上的五个台式结构211中的每一个的缺口侧侧面(或侧面211b)和相反侧侧面(或侧面211a)的膜厚度的最大值和最小值，以及由等式(3)获得的膜厚度分布的测量结果的表。
在未进行基板旋转控制的条件A的情况中，分布为±3.3％。另一方面，在执行基板旋转控制以使得在基板的一次旋转期间内正弦波仅进展一个周期的条件B的情况中，在相位差α为90°的情况下获得最佳值，但膜厚度分布与条件A的情况非常相似。与之相反，在应用第一实施例的条件C的情况中，在相位差α为45°的情况下可以获得最佳值，此时，膜厚度分布为±2.7％。与未执行旋转控制的条件A和使用常规的旋转控制方法的条件B相比，可以获得膜厚度分布的最佳值。
表1
条件 膜厚度的最大值(nm) 膜厚度的最小值(nm) 膜厚度分布
A 25.0 23.4 ±3.3％
B 25.0 23.4 ±3.3％
C(第一实施例) 25.0 23.7 ±2.7％
示例2
在示例1的条件C下，在相位差α固定至最佳值45°的情况下，偏差系数a从0.1变化到0.7。膜厚度分布的测量结果显示在表格2中。在示例2中，已经表明在a为0.5(a＝0.5)的情况下，膜厚度分布最佳。
表格2
示例3
在示例1和2中，如图9A和9B所示，即使在采用沟结构111作为基板的处理目标面上的浮雕结构的情况下，仍可以预期获得利用第一实施例的2倍周期正弦函数，通过控制基板的转数来改善沟结构111中的膜厚度分布的效果。
在图9A和9B中，内壁面111a是面朝基板21的外部的第一面，内壁面111b是面朝基板21的中心的第二面，并且这两个面是处理目标面。在示例3中，保持件旋转控制器51通过控制旋转驱动构件60来控制基板保持件22的旋转，以使得在沟结构111的纵向平行于平面A的情况下，旋转中的保持件22的旋转速度相对较慢(或优选地，旋转速度呈现最小值)。此外，保持件旋转控制器51通过控制旋转驱动构件60来控制基板保持件22的旋转，以使得在沟结构111的纵向b垂直于平面A的情况下，旋转中的保持件22的旋转速度相对较大(或优选地，旋转速度呈现最大值)。
示例4
在示例4中，作为基板21的处理目标面上的浮雕结构，如图10A和10B所示，在横截面上具有周期波形的浮雕结构(下文中称为“波状浮雕结构”)整体地或局部地形成在基板21的基板处理面123上。在示例4中，如图10A和10B所示，在波状浮雕结构的波峰121和波谷122为对齐且大致平行的关系的情况下，可以预期获得利用第一实施例的2倍周期正弦函数、通过控制基板的转数(或旋转速度)而改善基板表面上的膜厚度分布的效果。在图10A和10B中，附图标记124表示基板21的下侧。
示例5
在示例4中，即使在波状浮雕结构的横截面波形为从由正弦波形、矩形波形、三角波形和梯形波形组成的组中选择的一种或多种波形的情况下，如图11A至11D所示，可以预期获得利用第一实施例中的2倍周期正弦函数、通过控制基板的转数而改善膜厚度分布的效果。
在示例4和5中，保持件旋转控制器51通过控制旋转驱动构件60来控制基板保持件22的旋转，以使得在波状浮雕结构的波峰和波谷平行于平面A情况下，旋转中的保持件22的旋转速度相对较小(或优选地，旋转速度呈现最小值)。此外，保持件旋转控制器51通过控制旋转驱动构件60来控制基板保持件22的旋转，以使得在波峰和波谷垂直于平面A的情况下，旋转中的保持件22的旋转速度相对较大(或优选地，旋转速度呈现最大值)。
示例6
图12是示出用于硬盘驱动器(HDD)的磁头的TMR元件131(作为根据第一实施例的基板21的台式结构示例)的说明性视图。如此处所采用的TMR元件是指磁电阻元件(即，TMR(TunnelingMagnetoresistance，隧道磁电阻)元件)。
如图12所示，TMR元件131的基层配置包括具有磁化固定层、隧道势垒层和自由磁化层的磁性隧道连接部(或MTJ部)。例如，磁化固定层由铁磁材料制成，隧道势垒层由金属氧化物(如，镁氧化物、氧化铝等)绝缘材料制成，并且自由磁化层由铁磁材料制成。TMR元件131在形成于基板21的低电极132上形成。
TMR元件131具有以下特性：在向外部磁场施加通过在隧道势垒层的两侧的铁磁层两端施加所需电压而馈送的特定电流，进而使两侧的铁磁层的磁化方向平行且相同的情况下(称为“平行状态”)，TMR元件具有最小电阻。此外，TMR元件131具有以下特性：在两侧的铁磁层的磁化方向平行且相反的情况下(称为“反平行状态”)，TMR元件具有最大电阻。对于两侧的铁磁材料，形成磁化固定层以固定磁化，并且形成自由磁化层以通过施加写入用外部磁场来反转磁化方向。此处，例如包含作为主要成分的诸如Co(钴)，Fe(铁)或Ni(镍)等铁磁材料和具有适当地添加到这些中的诸如B(硼)等材料的材料可用于磁化固定层。
TMR元件131通过诸如溅射等膜沉积方法来沉积在平坦基板表面上，并且通过离子研磨方法或反应性腐蚀方法等来处理为台形。其后，通过诸如溅射等膜沉积方法在侧壁面(如，图2中台式结构211的侧面211a和侧面211b)上沉积绝缘膜133、金属膜134、磁性膜135和金属膜136。此时，希望要沉积在侧壁面上的上述膜在台形的两个侧壁面上分别具有均匀的膜厚度。此外，希望以规则顺序布置在基板表面上的作为台式结构的TMR元件在基板表面的整个区域上具有均匀膜厚度。因此，可以利用第一实施例的溅射设备和膜沉积方法来改善膜厚度的均匀性。
第二实施例
如上所述，在第一实施例中，控制基板(或基板保持件)的旋转速度，以使得在来自靶材的溅射颗粒的发射量保持恒定的情况下，第一旋转模式中的旋转速度与第二旋转模式中的旋转速度不同。然而，可以采用连续旋转或间断的脉冲旋转作为基板(或基板保持件)的旋转模式。在第二实施例中，将描述间断的脉冲旋转形式。
图13A是辅助说明根据第一实施例的在基板旋转的旋转速度受到控制的情况下基板(或基板保持件)的连续旋转的图表。图13B是辅助说明根据第二实施例的在基板旋转的旋转速度受到控制的情况下基板(或基板保持件)的间断旋转的图表。
如图13A所示，对于基板21(或基板保持件22)的连续旋转，保持件旋转控制器51生成驱动信号以影响基板21的旋转速度(或角速度ω)的连续变化，从而根据等式(1)，在基板的一次旋转(或一个周期)期间内将基板21的旋转速度调制两个周期。换言之，保持件旋转控制器51控制基板保持件22的旋转，以使基板21连续旋转。在图13A中，f0表示来自靶材的溅射颗粒的基准发射量，并且ω0表示基准角速度。
同时，如图13B所示，在基板21(或基板保持件22)的旋转处于间断(或时钟)形式的情况下，保持件旋转控制器51控制旋转停止时间s。换言之，例如，保持件旋转控制器51控制基板保持件22的旋转，以使基板21在多个预定旋转角度处停止旋转，并且在其他旋转角度处基板保持件22的旋转单元按照恒定的角速度(或旋转速度)进行旋转。在该控制下，基板21的旋转速度被控制为使得基板21间断旋转。此处，如上所述，保持件旋转控制器51可以使基板保持件22的旋转单元的旋转速度保持恒定，或者可以影响旋转速度的变化。在竖直轴表示旋转速度(或角速度ω)并且水平轴表示时间t的图表中，角速度为0的时间期间在此被称为“旋转停止时间s”。换言之，在基板保持件22间断旋转的情况下，旋转停止时间s是指基板保持件22的旋转停止的时间期间。s0表示基准旋转停止时间。
在第二实施例中，有必要增加浮雕结构的处理目标面平行于平面A的时间期间的长度，并且减小处理目标面垂直于平面A的时间期间的长度。如上所述，在第二实施例中，第一旋转模式和第二旋转模式在基板21(或基板保持件22)的一次旋转期间内分别出现两次。因此，在第二实施例中，基板21(或基板保持件22)的停止时间在基板21(或基板保持件22)的一次旋转(或一个周期)期间内被正弦地调制两个周期。因此，在靶材位于与浮雕结构的侧面平行且与基板处理面的面内方向平行的方向侧的情况下，旋转停止时间可以变得相对较长(或优选地，最长)，并且在靶材位于与上述方向垂直且与基板处理面的面内方向平行的方向侧的情况下，旋转停止时间可以变得相对较短(或优选地，最短)。
在图2中所示的台式结构211的侧面211a，211b是处理目标面的情况下，当旋转角θ为0°和180°(θ＝0°，180°)时，靶材位于侧面211a，211b在基板处理面的面内方向上延伸的方向侧。此外，当旋转角θ为90°和270°(θ＝90°，270°)时，靶材位于上述延伸方向侧，并且位于基板21旋转的垂直方向侧。因此，如图13B所示，保持件旋转控制器51可以生成驱动信号，以使得在旋转角θ为0°和180°(θ＝0°，180°)的情况下旋转停止时间s相对较长，并且在旋转角θ为90°和270°(θ＝90°，270°)的情况下旋转停止时间s相对较短。
第三实施例
在第一和第二实施例中，给出了关于基板保持件22的旋转速度的控制形式的描述，然而，在第三实施例中，控制阴极单元40的供给电力(或供给电力)，以使得控制飞往基板的溅射颗粒量，从而获得浮雕结构的处理目标面之间的膜厚度的均匀性。
第三实施例还具有以下主要特征：在基板保持件22旋转的情况下，在靶材位于与浮雕结构的侧面平行且与基板处理面的面内方向平行的方向侧的情况下，膜沉积速率相对增加，并且在靶材位于基板旋转的与上述方向侧垂直的方向侧的情况下，膜沉积速率相对降低，如第一实施例的情况一样。
图14是根据第三实施例的控制装置50的框图。在第三实施例中，控制装置50包括阴极电力控制器141，作为根据由位置传感器23检测的旋转位置调整阴极单元40用的电力(或电功率)的电力控制构件。阴极电力控制器141包括目标电力计算器141a和输出信号生成器141b，并且具有在放电处理中基于基板21的旋转位置和阴极单元40的相对位置关系、根据基板的旋转位置来控制阴极单元40用的电力(或电功率)的功能。
控制装置50配置为从位置传感器23接收关于基板保持件22的旋转位置的信息。在控制装置50接收到关于旋转位置的信息的情况下，目标电力计算器141a基于从用于检测基板保持件22的旋转位置的位置传感器23输入的基板保持件22的当前旋转位置的值来计算在基板保持件22的当前旋转位置处的目标电力(或目标电功率)。目标电力的值例如可以通过将基板保持件22的旋转位置与目标电力之间的对应作为映射预先保存在包含于控制装置50中的存储器等中来计算。输出信号生成器141b基于由目标电力计算器141a计算的目标电力来生成输出信号以获取目标电力，并且将输出信号提供至放电电源70。控制装置50配置成，将由输出信号生成器141b生成的输出信号发送至放电电源70。
在图14所示的示例中，放电电源70包括：电力输出单元71，其将放电电力(或放电功率)供应至阴极单元40；以及反馈控制器72，其基于由位置传感器23输出的实际值(即，旋转位置或旋转速度)与目标值的偏差来确定电力输出单元71的控制变量。然而，反馈控制不是本发明的必要配置。
下面，将描述第三实施例的处理，其给出了以下示例：图2中所示的台式结构211用作浮雕结构，并且侧面211a，211b是台式结构211的进行溅射的处理目标面。在第三实施例中，基板保持件22的旋转速度保持恒定。
在第三实施例中，在旋转中的保持件22以恒定旋转速度旋转的情况下，控制供应至阴极单元40的放电电力控制以使得在第一旋转模式中飞往基保持件21(或基板保持件22)的溅射颗粒量大于第二旋转模式中飞往基板21的溅射颗粒量。因此，在作为台式结构212的处理目标面的侧面211a，211b面对阴极的情况下，到达侧面211a，211b的溅射颗粒量很小，从而能够抑制在侧面211a和侧面211b上形成的膜厚度的偏差。同时，在侧面211a，211b从面对阴极的位置开始旋转90°的情况下，到达侧面211a，211b的溅射颗粒量很大，从而在侧面211a和侧面211b以相同的方式面对靶材的情况下能够增加膜沉积速率。因此，可以减小成为侧面211a上的膜厚度和侧面211b上的膜厚度的非均匀性的因素的膜沉积，因此，对侧面211a和侧面211b上的均匀膜厚度贡献大的膜沉积可变为主导，从而可以减小侧面211a和侧面211b之间的膜厚度偏差。
此外，在第三实施例中，可以采用连续旋转或间断脉冲旋转作为基板保持件的旋转模式，如第一实施例的情况一样。
图15A是辅助说明根据第三实施例的在阴极的供给电力受控的情况下基板(或基板保持件)的连续旋转的图表。图15B是辅助说明根据第三实施例的在阴极的供给电力受控的情况下基板(或基板保持件)间断旋转的图表。
在第三实施例中，阴极电力控制器141可以利用与等式(1)相同的2倍周期正弦函数，根据基板21的旋转角θ来计算放电电力。换言之，阴极电力控制器141生成输出信号，以影响阴极单元40的电源的连续变化，以使得在基板21(或基板保持件22)的一次旋转(或一个周期)期间内将阴极单元40的供给电力(或供给电力)调制两个周期。例如，如图15A和15B所示，阴极电力控制器141可以控制放电电源70，以使得在旋转角θ为0°和180°(θ＝0°，180°)的第一旋转模式中，供应至执行膜沉积的阴极单元的电力(或电力)呈现最大值，由此溅射颗粒的发射量f为最大值，从而，在旋转角θ为90°和270°(θ＝90°，270°)的第二旋转模式中，电力呈现最小值，由此溅射颗粒的发射量f为最小值。
从而，在第三实施例中，阴极电力控制器141通过控制放电电源70来控制供应至执行膜沉积的阴极单元的电力，以使得在第一旋转模式中执行膜沉积的阴极单元的供给电力大于在第二旋转模式中执行膜沉积的阴极单元的供给电力。
在本发明的一个实施例中，应该理解，可以在不脱离本发明主旨和范围的情况下来作出各种变型。
例如，图16所示的溅射设备100包括六边棱柱形状的阴极单元101，以替换图1中所示的溅射设备1中的多个阴极单元40。阴极单元101配置为，可绕柱轴101a旋转，并且靶材102可放置在阴极单元101的各个侧面上。阴极单元101配置为，可单独向放置在侧面上的各靶材102施加电压。在该配置中，溅射设备100可以通过绕柱轴101a旋转来选择期望的靶材。因此，放电气体引入系统41移至在阴极单元101附近的真空室10的侧面。溅射设备100可以通过顺序地或交替地旋转阴极单元101来在基板21上沉积多层膜。
此外，图17所示的溅射设备包括仅具有多边棱柱结构的靶材保持件201，其通过从图16中所示的溅射设备100中的六边棱柱形式的阴极单元101中去除阴极功能来获得。此外，图17中所示的溅射设备因设置有靶材保持件201而去除了阴极单元，并且替代地在真空室10的底面上布置离子束源202。来自离子束源202的加速离子束撞击在放置于六边棱柱形式的靶材保持件201的各个侧面上的靶材102上，由此溅射目标面。由此，飞出靶材表面的溅射颗粒沉积在基板保持件22的基板21上。可以通过绕柱轴旋转六边棱柱形式的靶材保持件来选择期望的靶材。在该情况下，考虑到要将放电气体引入到离子束源202中，将放电气体引入系统41布置在离子束源202中。溅射设备200可以通过顺序地或交替地旋转靶材保持件201来在基板21上沉积多层膜。
此处，离子束源202不限于放置在真空室10的底面上，而且可以放置在任何位置，只要离子束源202放置在与溅射靶材(或靶材保持件201的溅射靶材支撑面)斜向相对、并且与基板保持件22不同的位置处。
本发明的一个实施例可以应用于很多领域，包括HDD的磁记录介质、磁性传感器、薄膜太阳电池、发光元件、压电元件和半导体图案、以及作为示例给出的HDD的磁头。
其他实施例
在本发明的一个实施例，可以实现第一实施例的基板的旋转速度的控制形式并且第二实施例的阴极单元的供给电力的控制形式两者。在该情况中，控制装置50配置为，包括保持件旋转控制器51和阴极电力控制器141两者。
此外，在本发明的一个实施例中，控制装置50可以包含在溅射设备中或者可以通过LAN(局域网)等的本地连接或诸如因特网等WAN(广域网)的连接而与溅射设备分开设置，只要控制装置50可以控制基板保持件的旋转驱动构件和包含在溅射设备中的放电电源。
此外，以下处理方法可以落在上述实施例的范围内。具体而言，处理方法包括：将使上述任一个实施例中的配置运行以实现上述任一个实施例中的功能的程序存储在存储介质中；将存储在存储介质中的程序读取为代码；以及在计算机上运行程序。换言之，计算机可读存储介质还可以落在示例的范围内。此外，不仅存储上述计算机程序的存储介质而且计算机程序自身可落在上述实施例的范围内。
例如软盘(注册商标)、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM(只读存贮型光盘)、磁带、非易失性存储卡、ROM可用作该存储介质。
此外，存储在上述存储介质中的程序不限于单独用来执行处理，并且以下程序也可落在上述实施例的范围内。具体而言，在其他软件或扩展卡的功能的协作下，程序在OS(操作系统)上运行，由此执行上述任一实施例的操作。

Claims (38)

1.一种溅射设备，包括：
基板保持件，所述基板保持件配置成以能够旋转的方式保持基板；
靶材保持件，所述靶材保持件布置在与所述基板保持件斜向相对的位置处，并且配置成支撑至少一个溅射靶材；
位置检测构件，所述位置检测构件检测保持在所述基板保持件上的所述基板的旋转位置；以及
旋转控制构件，所述旋转控制构件根据由所述位置检测构件检测到的旋转位置来调整所述基板的旋转速度，
其中，在将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在所述基板保持件上的情况下，所述旋转控制构件控制所述基板的旋转速度，以使得在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述基板的旋转速度小于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述基板的旋转速度，所述第一方向与所述浮雕结构的作为处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行。
2.根据权利要求1所述的溅射设备，其中
所述旋转控制构件计算作为所述基板的旋转角的正弦函数的旋转速度，并且基于所述正弦函数控制所述基板的旋转速度。
3.根据权利要求2所述的溅射设备，其中
所述旋转控制构件控制所述旋转速度，以使得所述旋转速度的正弦波在所述基板的一次旋转期间内进展两个周期。
4.根据权利要求1所述的溅射设备，其中
所述旋转控制构件控制所述旋转速度，以使得在作为所述处理目标面的侧面垂直于包含将待沉积的溅射靶材的中心与所述基板保持件的旋转中心相连的线段的平面的情况下，所述旋转速度呈现最大值，并且在所述基板从作为所述处理目标面的侧面垂直于所述平面的状态开始旋转90°的情况下，所述旋转速度呈现最小值，所述平面垂直于所述基板的形成有所述浮雕结构的面。
5.根据权利要求1所述的溅射设备，其中
所述浮雕结构为横截面上具有周期波形的波状浮雕结构，并且相邻波状浮雕结构布置成其纵向彼此大致平行地对齐。
6.根据权利要求5所述的溅射设备，其中
所述波状浮雕结构具有从由正弦波形、矩形波形、三角波形和梯形波形组成的组中选出的一种或多种波形。
7.根据权利要求5所述的溅射设备，其中
所述旋转控制构件控制所述旋转速度，以使得在所述波状浮雕结构的纵向垂直于包含将待沉积的溅射靶材的中心与所述基板保持件的旋转中心相连的线段的平面的情况下，所述旋转速度呈现最大值，并且在所述基板从所述波状浮雕结构的纵向垂直于所述平面的状态开始旋转90°的情况下，所述旋转速度呈现最小值，所述平面垂直于所述基板的形成有所述浮雕结构的面。
8.一种溅射设备，包括：
基板保持件，所述基板保持件配置成在间断地旋转基板的同时保持所述基板；
靶材保持件，所述靶材保持件布置在与所述基板保持件斜向相对的位置处，并且配置成支撑至少一个溅射靶材；
位置检测构件，所述位置检测构件检测保持在所述基板保持件上的基板的旋转位置；以及
旋转控制构件，所述旋转控制构件根据由所述位置检测构件检测到的旋转位置来调整所述基板的旋转停止时间，
其中，在将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在所述基板保持件上的情况下，所述旋转控制构件控制所述基板的旋转停止时间，以使得在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述基板的旋转停止时间长于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述基板的旋转停止时间，所述第一方向与所述浮雕结构的作为处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行。
9.根据权利要求8所述的溅射设备，其中
所述旋转控制构件计算作为所述基板的旋转角的正弦函数的旋转停止时间，并且基于所述正弦函数来控制所述基板的旋转停止时间。
10.根据权利要求9所述的溅射设备，其中
所述旋转控制构件控制所述旋转停止时间，以使得所述旋转停止时间的正弦波在所述基板的一次旋转期间进展两个周期。
11.根据权利要求8所述的溅射设备，其中
所述旋转控制构件控制所述旋转停止时间，以使得在作为所述处理目标面的侧面垂直于包含将待沉积的溅射靶材的中心与所述基板保持件的旋转中心相连的线段的平面的情况下，所述旋转停止时间呈现最小值，并且在所述基板从作为所述处理目标面的侧面垂直于所述平面的状态开始旋转90°的情况下，所述旋转停止时间呈现最大值，所述平面垂直于所述基板的形成有所述浮雕结构的面。
12.根据权利要求8所述的溅射设备，其中
所述浮雕结构为横截面上具有周期波形的波状浮雕结构，并且相邻波状浮雕结构布置成其纵向彼此大致平行地对齐。
13.根据权利要求12所述的溅射设备，其中
所述波状浮雕结构具有从由正弦波形、矩形波形、三角波形和梯形波形组成的组中选出的一种或多种波形。
14.根据权利要求12所述的溅射设备，其中
所述旋转控制构件控制所述旋转停止时间，以使得在所述波状浮雕结构的纵向垂直于包含将待沉积的溅射靶材的中心与所述基板保持件的旋转中心相连的线段的平面的情况下，所述旋转停止时间呈现最小值，并且在所述基板从所述波状浮雕结构的纵向垂直于所述平面的状态开始旋转90°的情况下，所述旋转停止时间呈现最大值，所述平面垂直于所述基板的形成有所述浮雕结构的面。
15.一种溅射设备，包括：
基板保持件，所述基板保持件配置成以能够旋转的方式保持基板；
阴极单元，所述阴极单元配置成对布置在与所述基板保持件斜向相对的位置处的至少一个溅射靶材进行溅射；
位置检测构件，所述位置检测构件检测保持在所述基板保持件上的基板的旋转位置；以及
电力控制构件，所述电力控制构件根据由所述位置检测构件检测到的旋转位置来调整所述阴极单元的供给电力，
其中，在将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在所述基板保持件上的情况下，所述电力控制构件调整所述阴极单元的供给电力，以使得在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述阴极单元的供给电力大于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述阴极单元的供给电力，所述第一方向与所述浮雕结构的作为处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行。
16.根据权利要求15所述的溅射设备，其中
所述电力控制构件计算作为所述基板的旋转角的正弦函数的供给电力，并且基于所述正弦函数控制所述阴极单元的供给电力。
17.根据权利要求16所述的溅射设备，其中
所述电力控制构件控制所述供给电力，以使得所述供给电力的正弦波在所述基板的一次旋转期间内进展两个周期。
18.根据权利要求15所述的溅射设备，其中
所述电力控制构件控制所述供给电力，以使得在作为所述处理目标面的侧面垂直于包含将待沉积的溅射靶材的中心与所述基板保持件的旋转中心相连的线段的平面的情况下，所述供给电力呈现最小值，并且在所述基板从作为所述处理目标面的侧面垂直于所述平面的状态开始旋转90°的情况下，所述供给电力呈现最大值，所述平面垂直于所述基板的形成有所述浮雕结构的面。
19.根据权利要求15所述的溅射设备，其中
所述浮雕结构为横截面上具有周期波形的波状浮雕结构，并且相邻波状浮雕结构布置成其纵向彼此大致平行地对齐。
20.根据权利要求19所述的溅射设备，其中
所述波状浮雕结构具有从由正弦波形、矩形波形、三角波形和梯形波形组成的组中选出的一种或多种波形。
21.根据权利要求19所述的溅射设备，其中
所述电力控制构件控制所述供给电力，以使得在所述波状浮雕结构的纵向垂直于包含将待沉积的溅射靶材的中心与所述基板保持件的旋转中心相连的线段的平面的情况下，所述供给电力呈现最小值，并且在所述基板从所述波状浮雕结构的纵向垂直于所述平面的状态开始旋转90°的情况下，所述供给电力呈现最大值，所述平面垂直于所述基板的形成有所述浮雕结构的面。
22.根据权利要求1所述的溅射设备，其中，还包括：
阴极单元，其与所述靶材保持件一体设置或者分开设置，并且配置为对所述溅射靶材进行溅射。
23.根据权利要求22所述的溅射设备，其中
围绕所述基板保持件的旋转轴布置多个阴极单元和多个溅射靶材，并且
通过对各个所述阴极单元顺序地或交替地施加电压来在所述基板上沉积多层膜。
24.根据权利要求22所述的溅射设备，其中
所述阴极单元是具有多边棱柱结构的阴极单元，并且所述溅射靶材能够布置在所述具有多边棱柱结构的阴极单元的各个侧面上，并且
通过顺序地或交替地旋转所述具有多边棱柱结构的阴极单元来在所述基板上沉积多层膜。
25.根据权利要求22所述的溅射设备，其中
所述阴极单元是具有多边棱柱结构的靶材保持件，并且所述溅射靶材能够布置在所述具有多边棱柱结构的靶材保持件的各个侧面上，
在与所述具有多边棱柱结构的靶材保持件斜向相对且与所述基板保持件不同的位置处布置离子束源，所述离子束源配置成用离子束照射所述溅射靶材，并且
通过顺序地或交替地旋转所述具有多边棱柱结构的靶材保持件来在所述基板上沉积多层膜。
26.根据权利要求8所述的溅射设备，其中，还包括：
阴极单元，其与所述靶材保持件一体设置或者分开设置，并且配置为对所述溅射靶材进行溅射。
27.根据权利要求26所述的溅射设备，其中
围绕所述基板保持件的旋转轴布置多个阴极单元和多个溅射靶材，并且
通过对各个所述阴极单元顺序地或交替地施加电压来在所述基板上沉积多层膜。
28.根据权利要求26所述的溅射设备，其中
所述阴极单元是具有多边棱柱结构的阴极单元，并且所述溅射靶材能够布置在所述具有多边棱柱结构的阴极单元的各个侧面上，并且
通过顺序地或交替地旋转所述具有多边棱柱结构的阴极单元来在所述基板上沉积多层膜。
29.根据权利要求26所述的溅射设备，其中
所述阴极单元是具有多边棱柱结构的靶材保持件，并且所述溅射靶材能够布置在所述具有多边棱柱结构的靶材保持件的各个侧面上，
在与所述具有多边棱柱结构的靶材保持件斜向相对且与所述基板保持件不同的位置处布置离子束源，所述离子束源配置成用离子束照射所述溅射靶材，并且
通过顺序地或交替地旋转所述具有多边棱柱结构的靶材保持件来在所述基板上沉积多层膜。
30.根据权利要求15所述的溅射设备，其中
围绕所述基板保持件的旋转轴布置多个阴极单元和多个溅射靶材，并且
通过对各个所述阴极单元顺序地或交替地施加电压来在所述基板上沉积多层膜。
31.根据权利要求15所述的溅射设备，其中
所述阴极单元是具有多边棱柱结构的阴极单元，并且所述溅射靶材能够布置在所述具有多边棱柱结构的阴极单元的各个侧面上，并且
通过顺序地或交替地旋转所述具有多边棱柱结构的阴极单元来在所述基板上沉积多层膜。
32.根据权利要求15所述的溅射设备，其中
所述阴极单元是具有多边棱柱结构的靶材保持件，并且所述溅射靶材能够布置在所述具有多边棱柱结构的靶材保持件的各个侧面上，
在与所述具有多边棱柱结构的靶材保持件斜向相对且与所述基板保持件不同的位置处布置离子束源，所述离子束源配置成用离子束照射所述溅射靶材，并且
通过顺序地或交替地旋转所述具有多边棱柱结构的靶材保持件来在所述基板上沉积多层膜。
33.一种利用溅射的膜沉积方法，包括以下步骤：
放置步骤，将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在能够旋转的基板保持件上；以及
形成步骤，通过在旋转所述基板的同时对布置在与所述基板斜向相对的位置处的溅射靶材进行溅射，来在所述浮雕结构的处理目标面上形成膜，
其中所述形成步骤包括以下步骤：
检测步骤，检测所述基板的旋转位置；以及
调整步骤，根据所检测到的旋转位置来调整所述基板的旋转速度，并且
所述调整步骤包括：控制所述基板的旋转速度以使得在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述基板的旋转速度小于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述基板的旋转速度，所述第一方向与所述基板上的浮雕结构的作为所述处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行。
34.一种利用溅射的膜沉积方法，包括以下步骤：
放置步骤，将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在能够旋转的基板保持件上；以及
形成步骤，通过在间断地旋转所述基板的同时对布置在与所述基板斜向相对的位置处的溅射靶材进行溅射，来在所述浮雕结构的处理目标面上形成膜，
其中所述形成步骤包括以下步骤：
检测步骤，检测所述基板的旋转位置；以及
调整步骤，根据所检测到的旋转位置来调整所述基板的旋转停止时间，并且
所述调整步骤包括：控制所述基板的旋转停止时间以使得在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述基板的旋转停止时间长于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述基板的旋转停止时间，所述第一方向与所述基板上的浮雕结构的作为所述处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行。
35.一种利用溅射的膜沉积方法，包括以下步骤：
放置步骤，将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在能够旋转的基板保持件上；以及
形成步骤，通过在旋转所述基板的同时，利用通过向阴极单元供给电力所产生的等离子体来对布置在与所述基板斜向相对的位置处的溅射靶材进行溅射，以在所述浮雕结构的处理目标面上形成膜，
其中所述形成步骤包括以下步骤：
检测步骤，检测所述基板的旋转位置；以及
调整步骤，根据所检测到的旋转位置来调整所述电力，并且
所述调整步骤包括：调整所述阴极单元的供给电力以使得在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下供给至所述阴极单元的电力大于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下供给至所述阴极单元的电力，所述第一方向与所述基板上的浮雕结构的作为所述处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行。
36.一种用于控制溅射设备的控制装置，所述溅射设备包括：基板保持件，所述基板保持件配置为以能够旋转的方式保持基板；靶材保持件，所述靶材保持件布置在与所述基板保持件斜向相对的位置处，并且配置成支撑至少一个溅射靶材；位置检测构件，所述位置检测构件用于检测保持在所述基板保持件上的基板的旋转位置；以及旋转驱动构件，所述旋转驱动构件用于控制所述基板保持件的旋转，所述控制装置包括：
用于从所述位置检测构件获取关于所述旋转位置的信息的构件；
用于生成控制信号以在将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在所述基板保持件上的情况下根据所获取的关于所述旋转位置的信息来以下述方式控制所述旋转驱动构件的构件：使在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述基板的旋转速度小于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述基板的旋转速度，所述第一方向与所述浮雕结构的作为处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行；以及
用于将所生成的控制信号发送至所述旋转驱动构件的构件。
37.一种用于控制溅射设备的控制装置，所述溅射设备包括：基板保持件，所述基板保持件配置成在间断地旋转基板的同时保持所述基板；靶材保持件，所述靶材保持件布置在与所述基板保持件斜向相对的位置处，并且配置成支撑至少一个溅射靶材；位置检测构件，所述位置检测构件用于检测保持在所述基板保持件上的基板的旋转位置；以及旋转驱动构件，所述旋转驱动构件根据由所述位置检测构件检测到的旋转位置来调整所述基板的旋转停止时间，所述控制装置包括：
用于从所述位置检测构件获取关于所述旋转位置的信息的构件；
用于生成控制信号以在将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在所述基板保持件上的情况下根据所获取的关于所述旋转位置的信息来以下述方式控制所述基板的旋转停止时间的构件：使在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述基板的旋转停止时间长于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述基板的旋转停止时间，所述第一方向与所述浮雕结构的作为处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行；以及
用于将所生成的控制信号发送至所述旋转驱动构件的构件。
38.一种用于控制溅射设备的控制装置，所述溅射设备包括：基板保持件，所述基板保持件配置为以能够旋转的方式保持基板；靶材保持件，所述靶材保持件布置在与所述基板保持件斜向相对的位置处，并且配置成支撑至少一个溅射靶材；位置检测构件，所述位置检测构件检测保持在所述基板保持件上的基板的旋转位置；以及电源，所述电源配置为将电力供给至阴极单元，所述控制装置包括：
用于从所述溅射设备获取关于所述旋转位置的信息的构件；
用于生成控制信号以在将形成有至少一个浮雕结构的基板放置在所述基板保持件上的情况下根据所获取的关于所述旋转位置的信息来以下述方式控制所述阴极单元的供给电力的构件：使在待沉积的溅射靶材位于第一方向侧的情况下所述阴极单元的供给电力大于在待沉积的溅射靶材位于第二方向侧的情况下所述阴极单元的供给电力，所述第一方向与所述浮雕结构的作为处理目标面的侧面平行并且与所述基板的面内方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直并且与所述基板的面内方向平行；以及
用于将所生成的控制信号发送至所述电源的构件。
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